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Theorem fixufil 20930
Description: The condition describing a fixed ultrafilter always produces an ultrafilter. (Contributed by Jeff Hankins, 9-Dec-2009.) (Revised by Mario Carneiro, 12-Dec-2013.) (Revised by Stefan O'Rear, 29-Jul-2015.)
Assertion
Ref Expression
fixufil  |-  ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X )  ->  { x  e.  ~P X  |  A  e.  x }  e.  ( UFil `  X ) )
Distinct variable groups:    x, A    x, X    x, V

Proof of Theorem fixufil
Dummy variable  y is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 uffix 20929 . . . 4  |-  ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X )  ->  ( { { A } }  e.  ( fBas `  X )  /\  { x  e.  ~P X  |  A  e.  x }  =  ( X filGen { { A } } ) ) )
21simprd 465 . . 3  |-  ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X )  ->  { x  e.  ~P X  |  A  e.  x }  =  ( X filGen { { A } } ) )
31simpld 461 . . . 4  |-  ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X )  ->  { { A } }  e.  ( fBas `  X ) )
4 fgcl 20886 . . . 4  |-  ( { { A } }  e.  ( fBas `  X
)  ->  ( X filGen { { A } } )  e.  ( Fil `  X ) )
53, 4syl 17 . . 3  |-  ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X )  ->  ( X filGen { { A } } )  e.  ( Fil `  X
) )
62, 5eqeltrd 2528 . 2  |-  ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X )  ->  { x  e.  ~P X  |  A  e.  x }  e.  ( Fil `  X ) )
7 undif2 3842 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  u.  ( X  \ 
y ) )  =  ( y  u.  X
)
8 elpwi 3959 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y  e.  ~P X  -> 
y  C_  X )
9 ssequn1 3603 . . . . . . . . . . 11  |-  ( y 
C_  X  <->  ( y  u.  X )  =  X )
108, 9sylib 200 . . . . . . . . . 10  |-  ( y  e.  ~P X  -> 
( y  u.  X
)  =  X )
117, 10syl5req 2497 . . . . . . . . 9  |-  ( y  e.  ~P X  ->  X  =  ( y  u.  ( X  \  y
) ) )
1211eleq2d 2513 . . . . . . . 8  |-  ( y  e.  ~P X  -> 
( A  e.  X  <->  A  e.  ( y  u.  ( X  \  y
) ) ) )
1312biimpac 489 . . . . . . 7  |-  ( ( A  e.  X  /\  y  e.  ~P X
)  ->  A  e.  ( y  u.  ( X  \  y ) ) )
14 elun 3573 . . . . . . 7  |-  ( A  e.  ( y  u.  ( X  \  y
) )  <->  ( A  e.  y  \/  A  e.  ( X  \  y
) ) )
1513, 14sylib 200 . . . . . 6  |-  ( ( A  e.  X  /\  y  e.  ~P X
)  ->  ( A  e.  y  \/  A  e.  ( X  \  y
) ) )
1615adantll 719 . . . . 5  |-  ( ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X
)  /\  y  e.  ~P X )  ->  ( A  e.  y  \/  A  e.  ( X  \  y ) ) )
17 ibar 507 . . . . . . 7  |-  ( y  e.  ~P X  -> 
( A  e.  y  <-> 
( y  e.  ~P X  /\  A  e.  y ) ) )
1817adantl 468 . . . . . 6  |-  ( ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X
)  /\  y  e.  ~P X )  ->  ( A  e.  y  <->  ( y  e.  ~P X  /\  A  e.  y ) ) )
19 difss 3559 . . . . . . . . 9  |-  ( X 
\  y )  C_  X
20 elpw2g 4565 . . . . . . . . 9  |-  ( X  e.  V  ->  (
( X  \  y
)  e.  ~P X  <->  ( X  \  y ) 
C_  X ) )
2119, 20mpbiri 237 . . . . . . . 8  |-  ( X  e.  V  ->  ( X  \  y )  e. 
~P X )
2221ad2antrr 731 . . . . . . 7  |-  ( ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X
)  /\  y  e.  ~P X )  ->  ( X  \  y )  e. 
~P X )
2322biantrurd 511 . . . . . 6  |-  ( ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X
)  /\  y  e.  ~P X )  ->  ( A  e.  ( X  \  y )  <->  ( ( X  \  y )  e. 
~P X  /\  A  e.  ( X  \  y
) ) ) )
2418, 23orbi12d 715 . . . . 5  |-  ( ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X
)  /\  y  e.  ~P X )  ->  (
( A  e.  y  \/  A  e.  ( X  \  y ) )  <->  ( ( y  e.  ~P X  /\  A  e.  y )  \/  ( ( X  \ 
y )  e.  ~P X  /\  A  e.  ( X  \  y ) ) ) ) )
2516, 24mpbid 214 . . . 4  |-  ( ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X
)  /\  y  e.  ~P X )  ->  (
( y  e.  ~P X  /\  A  e.  y )  \/  ( ( X  \  y )  e.  ~P X  /\  A  e.  ( X  \  y ) ) ) )
2625ralrimiva 2801 . . 3  |-  ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X )  ->  A. y  e.  ~P  X ( ( y  e.  ~P X  /\  A  e.  y )  \/  ( ( X  \ 
y )  e.  ~P X  /\  A  e.  ( X  \  y ) ) ) )
27 eleq2 2517 . . . . . 6  |-  ( x  =  y  ->  ( A  e.  x  <->  A  e.  y ) )
2827elrab 3195 . . . . 5  |-  ( y  e.  { x  e. 
~P X  |  A  e.  x }  <->  ( y  e.  ~P X  /\  A  e.  y ) )
29 eleq2 2517 . . . . . 6  |-  ( x  =  ( X  \ 
y )  ->  ( A  e.  x  <->  A  e.  ( X  \  y
) ) )
3029elrab 3195 . . . . 5  |-  ( ( X  \  y )  e.  { x  e. 
~P X  |  A  e.  x }  <->  ( ( X  \  y )  e. 
~P X  /\  A  e.  ( X  \  y
) ) )
3128, 30orbi12i 524 . . . 4  |-  ( ( y  e.  { x  e.  ~P X  |  A  e.  x }  \/  ( X  \  y )  e. 
{ x  e.  ~P X  |  A  e.  x } )  <->  ( (
y  e.  ~P X  /\  A  e.  y
)  \/  ( ( X  \  y )  e.  ~P X  /\  A  e.  ( X  \  y ) ) ) )
3231ralbii 2818 . . 3  |-  ( A. y  e.  ~P  X
( y  e.  {
x  e.  ~P X  |  A  e.  x }  \/  ( X  \  y )  e.  {
x  e.  ~P X  |  A  e.  x } )  <->  A. y  e.  ~P  X ( ( y  e.  ~P X  /\  A  e.  y
)  \/  ( ( X  \  y )  e.  ~P X  /\  A  e.  ( X  \  y ) ) ) )
3326, 32sylibr 216 . 2  |-  ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X )  ->  A. y  e.  ~P  X ( y  e. 
{ x  e.  ~P X  |  A  e.  x }  \/  ( X  \  y )  e. 
{ x  e.  ~P X  |  A  e.  x } ) )
34 isufil 20911 . 2  |-  ( { x  e.  ~P X  |  A  e.  x }  e.  ( UFil `  X )  <->  ( {
x  e.  ~P X  |  A  e.  x }  e.  ( Fil `  X )  /\  A. y  e.  ~P  X
( y  e.  {
x  e.  ~P X  |  A  e.  x }  \/  ( X  \  y )  e.  {
x  e.  ~P X  |  A  e.  x } ) ) )
356, 33, 34sylanbrc 669 1  |-  ( ( X  e.  V  /\  A  e.  X )  ->  { x  e.  ~P X  |  A  e.  x }  e.  ( UFil `  X ) )
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:    -> wi 4    <-> wb 188    \/ wo 370    /\ wa 371    = wceq 1443    e. wcel 1886   A.wral 2736   {crab 2740    \ cdif 3400    u. cun 3401    C_ wss 3403   ~Pcpw 3950   {csn 3967   ` cfv 5581  (class class class)co 6288   fBascfbas 18951   filGencfg 18952   Filcfil 20853   UFilcufil 20907
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1668  ax-4 1681  ax-5 1757  ax-6 1804  ax-7 1850  ax-8 1888  ax-9 1895  ax-10 1914  ax-11 1919  ax-12 1932  ax-13 2090  ax-ext 2430  ax-sep 4524  ax-nul 4533  ax-pow 4580  ax-pr 4638
This theorem depends on definitions:  df-bi 189  df-or 372  df-an 373  df-3an 986  df-tru 1446  df-ex 1663  df-nf 1667  df-sb 1797  df-eu 2302  df-mo 2303  df-clab 2437  df-cleq 2443  df-clel 2446  df-nfc 2580  df-ne 2623  df-nel 2624  df-ral 2741  df-rex 2742  df-rab 2745  df-v 3046  df-sbc 3267  df-csb 3363  df-dif 3406  df-un 3408  df-in 3410  df-ss 3417  df-nul 3731  df-if 3881  df-pw 3952  df-sn 3968  df-pr 3970  df-op 3974  df-uni 4198  df-int 4234  df-br 4402  df-opab 4461  df-mpt 4462  df-id 4748  df-xp 4839  df-rel 4840  df-cnv 4841  df-co 4842  df-dm 4843  df-rn 4844  df-res 4845  df-ima 4846  df-iota 5545  df-fun 5583  df-fv 5589  df-ov 6291  df-oprab 6292  df-mpt2 6293  df-fbas 18960  df-fg 18961  df-fil 20854  df-ufil 20909
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